Способ получения концентрированных водных дисперсий полимеров

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ п 1 46973 Юеое Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 30.10.73 (21) 1967137/23-5 присо ием заявкиГосударственный комите) Приоритетбликовано 05.05.75. БюллетеньСовета Министров СССРпа делам изобретений(088,8) крыти Дата опуб вания описания 08.08.7 2) Авторы изобретен Т. Б. Гонсовская, П. Т, Полуэктов, Г. С. Копосова, В, П. Репин и В, Г, Кораблин(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ВОДНЬ ДИСПЕРСИЙ ПОЛИМЕРОВа полимера, и непрерывого колнчеителя обычпроводят в Изобретение относится к получению концентрированных водных дисперсий полимеров и сополим еров, применяемых в производстве губчатых изделий, пленок, покрытий на пищевых продуктах и т, д.Известен способ получения водных дисперсий полимеров и термопластов, согласно которому для диспергирования применяют большие количества (10 вес. ч. и выше в расчете на 100 вес. ч. полимера) поверхностно-активных веществ (ПАВ). Это обусловливает высокое содержание в получаемых водных дисперсиях неадсорбированных ПАВ, повышает пенообразование, затрудняющее технологию удаления растворителя. Такие дисперсии имеют повышенную вязкость в концентрированном виде, Избыточный эмульгатор отрицательно влияет на пленкообразование и физико- механические свойства пленок.Цель изобретения - получить устойчивые дисперсии высокой концентрации с минимальным количеством поверхностно-активных веществ. Поставленная цель достигается порционным диспергированием раствора полимера в одном и том же количестве водного раствора эмульгатора до концентрации дисперсии 18 - 40 вес, % при относительном количестве эмульгатора, не превышающем 1 - 5 вес.% на полимер. Растворитель удаляют как после каждого диспергирования, так и после многократного эмульгирования раствор Процесс можно осуществлять пр ном диспергировании минимальн ства полимера и удалений раствор 5 ным способом. Диспергированиедиспергаторе роторного типа,В противоположность известным способам,рекомендующим для получения концентрированных дисперсий использовать максимально возможные концентрации растворов полимеров при минимальных количествах водной фазы, представляющей раствор поверхностно- активного вещества, предлагаемый способ позволяет использовать при диспергированип в водном растворе ПАВ разбавленные растворы полимера, При этом раствор обладает значительно меньшей вязкостью, легко диспергируется с образованием сферических капель, а после удаления растворителя получаются сферические частицы полимера со средним диаметром 2000 А (данные электронномикроскопического исследования). В случае диспергирования вязких концентрированных растворов 25 полимеров сдвиговые усилия в диспергаторене достигают требуемых величин, частицы получаются слишком больших размеров и не имеют сферической формы; водная дисперсия не стабильна к механическим и тепловым воз действиям без специальной обработки, не мо10 жет быть сконцентрирована известными методами.По предлагаемому способу после получения гонкой не расслаивающейся дисперсии раствора полимера в водном растворе ПАВ без дополнительного введения эмульгатора днспергируется в приготовленной дисперсии новая порция раствора полимера. Таким ооразом, производится насыщение полимером водного раствора ПАВ до полного израсходования эмульгатора на построение адсорбционно, о защитного слоя на каплях раствора полимера. После удаления растворителя получают стойкие дисперсии с концентрацией 18 - 25/, полимера, Таким образом можно получить дисперсии полиизоппена, бутадиенстирольных блок-сополимеров и других полимеров со стереорегулярной структурой полидиеновой части макромолекулы,П р и м е р 1. 10 л раствора цис,4-полиизопренового каучука в циклогексане с содержанием 9,3 вес./о полимера диспергируют в диспергаторе роторного типа 5 мин с 7 л 0,73%-ного раствора олеата калия, и удаляют растворитель известным способом. Количество олеата калия берут в расчете 7 вес.% на полимер.Полученную дисперсию вновь диспергируют с 10 л 9,3 О/о-ного раствора цис,4-полиизопренового каучука, и удаляют растворитель,Приготовленная таким образом водная дисперсия содержит 18,4% цисполиизопренового каучука, имеет поверхностное натяжение 34,3 дин/см. Количество эмульгатора по отношению к полимеру составляет 3,8 вес,/о. Дисперсия устойчива к механическим воздействиям (на приборе Марона выделяется не более 0,2/О коагулюма), частицы, по данным электронной микроскопии, имеют сферическую форму, легко концентрируется упариванием до содержания сухого вещества 62/О с сохранением текучести.Пример 2. 10 л раствора бутадиенового каучука в гексангептановой фракции с содержанием 15 вес,/, полимера диспергируюг в диспергаторе роторного типа 5 мин с 7 л 1,0%-ного раствора олеата калия, и удаляют растворитель известным способом. Количество олеата калия берут в расчете 7 вес./о на полимер.Полученную дисперсию вновь диспергируют с 10 л 15 вес."раствора бутадиенового каучука, и вновь удаляют растворитель,Приготовленная таким образом водная дисперсия содержит 23/о бутадиенового каучука, имеет поверхностное натяжение 35 дин/см. Количество эмульгатора по отношению к полимеру составляет 2,5%, Дисперсия устойчива к механическим воздействиям (на приборе Марона выделяется пе более 0,2% коагулк- ма), частицы, по данным электронной микроскопии, имеют сферическую форму, легко концентрируется упариванием до содержания сухого вещества )60% с сохранением текучести,15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4Г р и мер 3. 1 л 10 о -ного раствора дивинилстирольного термоэластопласта в циклогексапе диспергируют 5 мин с 1 л 0,55 -ноговодного раствора олеата калия, и удаля отрастворитель известным способом. Количествоолсата калпя берут в расчете 7 вес." на полимер. Полученную дисперсию вновь диспергируют с 1 л 10%-ного раствора дивинилстирольного термоэластопласта.Приготовленная таким образом водная дисперсия содержит 18 вес.% термоэластопласта,имеет поверхностное натяжение 33 дин/см, количество эмулыатора по отношению к полимеру составляет 3,5 вес. % на полимер.Дисперсия устойчива к механическим воздействиям (на приборе Марона выделяется неболее 0,002% полимера), частицы, по даннымэлектронной микроскопии, имеют сферическуюформу, легко концентрируется упариванием досодержания сухого вещества 62/о с сохранением текучести.Пример 4. 1 л 10 о -ного раствора изопренстирольного термоэластопласта в циклогексане диспергируют 5 мин с 1 л 0,55/о-ногораствора олеата калия, и удаляют растворитель известным способом. Полученную дисперсию вновь диспергируют с 1 л 10%-ного раствора изопренстирольного термоэластопласта,После повторного диспергирования добавляют1 л 10 О/о-ного раствора изопренстирольноготермоэластопласта, растворитель отгоняютобычным способом,Приготовленная таким образом водная дисперсия содержит 25 вес.% полимера, имеетповерхностное натяжение 35 дин/см, количество эмульгатора по отношению к полимерусоставляет 3,3 вес.на полимер. Дисперсияустойчива к механическим воздействиям (наприборе Марона выделяется не более 0,03%полимера), частицы, по данным электронноймикроскопии, имеют сферическую форму, легко концентрируется упариванием до содержания сухого вещества 60 - 62% с сохранениемтекучести.П р и м е р 5, Бутадиенстирольный латексСКСХ, синтезированный с применениемокислитель но-восстановительной инициирующей системы и эмульгатора - олеата калия вколичестве 3,5 вес. ч. на 100 вес. ч. мономеров,с содержанием сухого вещества 25/о, диспергируют 5 мин с 5/о-пым раствором 1,4-цисизопренового каучука СКИ-Л в циклогексане.Соотношение полимер латекса: каучук СКИ-Лподдерживают 1: 0,3.Растворитель частично или полностью удаляют, а полученную дисперсию повторно диспергируют с 5/о-ным раствором СКИ-Л в циклогексане до соотношения полимеров СКС 250 Х: СКИ-Л=1: 1.Полученная дисперсия совмещенных полимеров радикальной и стереорегулярной полимеризации устойчива, содержит сухого вещества 36 вес.%, олеата калия в расчете на полимер 2,9%. Дисперсия имеет поверхностноенатяжение 36 дин/см, вязкость по воронке469713 Составитель Н. КомароваТехред А. Камышникова Корректор В. Брыксина Редактор Л. Ушакова Заказ 191976 Изд.670 Тираж 496 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета .".1 инистро СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 45Типография, пр. Сапунова, 2 ВЗв концентрированном до 60% виде составляет 20 - 25 сек. Предмет изобретенияСпособ получения концентрированных водных дисперсий полимеров путем диспергирования раствора полимера в водном растворе поверхностно-активных веществ с последующей отгонкой растворителя, отл и ч а ю щий ся тем, что, с целью получения концентрированных устойчивых дисперсий полимеров с низким содержанием поверхностно-активных веществ и упрощения технологии удаления растворителя, раствор полимера порционно дис пергируют в одном и том же количестве водного раствора эмульгатора до концентрации полимера в дисперсии 19 - 40 вес.% и концентрации эмульгатора 1,0 - 5 вес.% на полимер с частичным или полным удалением раствори теля после каждого ввода раствора полимера.